本实用新型专利技术提供了一种用于作物盆栽试验的自动灌溉与水分监控装置，包括自动灌溉系统和数据采集传输系统。该装置通过自动灌溉系统，实现了农学试验中作物盆栽的自动化灌溉控制，使得盆栽试验中不同处理间各重复盆栽能缓慢、定量、均匀的灌溉且无表土扰动，降低了盆栽试验的系统误差；通过数据采集传输系统，实现了盆栽土水重量变化数据原位储存和数据远程传输的功能，保证了盆栽试验的实时监控，提高了科研人员的试验管理效率。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】(一)
本专利技术涉及一种用于作物盆栽试验的自动灌溉与水分监控装置，具体涉及到自动监测盆栽土水重量变化、自动控制灌溉量以及监测数据无线传输的一整套装置。(二)
技术介绍
盆栽试验是农业科研人员惯用的农艺研宄手段。盆栽土壤的含水含量的变化会影响作物生长和土壤养分的有效性。相关研宄中，科研人员往往通过人工浇水来保证作物所需水分，即通过人工向盆栽中添加相同水量调控各处理的土壤含水量一致。作物在缺少水分初期难以人工观测，根据经验判断是否浇水并不科学，实际操作中作物常因缺水而枯死，或因过量浇水造成养分淋失，影响试验结果。部分科研工作者通过每天定时称量盆栽作物重量来计算应加水量来保证土壤含水量。人工灌溉工作量大，做不到即时补充作物所需水分，也无法实时记录和储存数据，并对数据进行远程传输。目前已有的自动灌溉专利往往针对农业大田生产、温室生产或家庭花丼/盆景种植，如授权公告号为CN103210817B的专利技术专利“农田自动灌溉系统”、授权公告号为CN102487760B的专利技术专利“温室爬蔓作物有芯微管灌溉系统”和授权公告号为CN202179013U的技术专利“盆栽花丼自动浇水器”。具有土壤含水量监控的功能的相关专利(如授权公告号为CN103210817B的专利技术专利“农田自动灌溉系统”)均使用土壤湿度传感器作为土壤湿度的监测方法。此类传感器多基于频域反射法(TDR，Time DomainReflectometry)或时域传输(TDT，Time domain transmiss 1n)原理，其监控方式均源于其他领域，适用于观测均匀介质的含水量变化。土壤具有理化性状空间差异大的特点，用此类传感器监测其含水量存在较大误差，不适用于严谨的科学试验。土壤肥料学中的盆栽试验需要设置不同的土壤含水量，且需要准确的土壤含水量与加水量的数据记录；盆栽试验过程中需要采集数次土壤样品，目前已有专利的灌溉方式，容易冲击扰动表层土壤，造成盆中的土壤的空间变异，影响试验结果。(三)
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利提供了一种用于作物盆栽试验的自动灌溉与水分监控装置，它可以通过监控盆栽作物土壤水分的蒸发量(因水分蒸发造成的重量损失)，根据预先设定的盆栽重量阈值(重量上限与重量下限)定量地为盆栽试验中的作物进行自动缓慢匀速定量浇水以保证试验中相同处理的土壤含水量保持一致，且加水过程对表层土壤无扰动现象，并对盆栽作物的土水重量数据现场记录储存并进行远程传输，保证了盆栽试验数据采集的准确性。现有的相关专利均无法同时实现上述的复杂功能。为了实现上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现:一种用于作物盆栽试验的自动灌溉与水分监控装置，包括自动灌溉系统和数据采集传输系统。所述的自动灌溉系统包括水管、普通盆、重量监控盆、防水常闭电磁阀、电子流量计、数字显示控制仪、盆栽作物、托盘、底托、称重传感器、支架和倒U型插销；普通盆和重量监控盆里种植有盆栽作物；水管按照试验需求组建成由水管总支和分支组成的灌溉网络并流经普通盆和重量监控盆侧上方；每个水管分支上设置一个重量监控盆和多个普通盆；每个重量监控盆连接有一个防水常闭电磁阀，防水常闭电磁阀与数字显示控制仪连接；重量监控盆放置于由底托、托盘和重量传感器组成的称重装置上；水管总支上设有电子流量计；水管使用倒U型插销与普通盆固定连接；重量监控盆和每个普通盆侧上方的水管上设有灌溉用稳流器；灌溉用稳流器连接有引线，引线另一端放置在重量监控盆和普通盆内土壤上；水管内的水通过引线实现水流导流，给土壤浇水，减少表层土壤扰动。所述的数据采集传输系统包括数字显示控制仪、数据采集器、不间断电源、3G/GPRS无线发射器、3G/GPRS无线接收器、服务器和显示器。所述的数字显示控制仪、3G/GPRS无线发射器和数据采集器均由不间断电源供电。电子流量计和重量传感器通过232线连接数据采集器，实时采集并储存监测数据，数据采集器通过RS485总线连接到3G/GPRS无线发射器，3G/GPRS无线发射器通过3G或GPRS网络连接广域网，将数据发送给3G/GPRS无线接收器，3G/GPRS无线接收器通过232线与服务器连接，通过显示器显示采集到的数据。所述的数字显示控制仪具有编程功能，支持USB数据储存和2组变送输出，可实现防水常闭电磁阀的自动开关控制与重量数据的自动记录。所述的数字显示控制仪支持数据RS485/RS232/USB通讯，能实现数据储存和传输功能。本专利技术的优点是具有系统性和多功能性，可实现自动灌溉、数据自动储存和数据无线传输的功能。本专利技术可以实时监测盆栽试验各处理的土水重量变化，根据预先设定的重量阈值，无表土扰动的自动灌溉，并将监测到的数据通过无线传输系统进行传输和接收。通过本专利技术可以及时方便的监控盆栽作物的土壤含水量变化，将其维持在预先设计的区间内，而且相同处理加水量一致，为盆栽试验科学严谨的水肥管理提供技术和设备支撑。本专利技术通过监控盆栽作物与土壤的重量变化，根据预先设定的重量阈值(重量上限与重量下限)，定量对作物盆栽自动灌溉，且加水过程对表层土壤无扰动。装置可根据试验内容，设不同的含水量或干湿交替处理；监测到的数据可通过数据采集传输系统进行储存、传送和接收。本专利技术实现了作物盆栽试验的自动化灌溉控制，使得盆栽试验中不同处理间各重复盆栽能缓慢、定量、均匀的灌溉且无表土扰动，降低了盆栽试验的系统误差；通过数据采集传输系统，实现了盆栽土水重量变化数据原位储存和数据远程传输的功能，保证了盆栽试验的实时监控，提高了科研人员的试验管理效率。(四)【附图说明】下面结合附图对使用新型进一步说明。图1是自动灌溉系统的主视图，图2是自动灌溉系统左视图，图3为装置的部分细节图，图4是数据采集传输系统示意图，图中，I为管堵，2为普通盆，3为PE材质水管，4为重量监控盆，5为防水常闭电磁阀，6为水表，7为直角弯管，8为三通，9为四通，10为电子流量计，11为滤水器，12为入水阀门，13为数字显示控制仪，14为不间断电源，15为盆栽作物，16为托盘，17为称重传感器，18为底托，19为3G/GPRS无线发射器，20为数据采集器，21为显示器，22为服务器，23为3G/GPRS无线接收器，24为支架，25为滴灌用稳流器，26为引线，27为倒U型插销。(五)【具体实施方式】本专利技术所使用的数字显示控制仪型号为MIC-1AB-AL2Z(上海天贺自动化仪表有限公司生产)；所述的水表、电子流量计、防水常闭电磁阀、无线发射器、无线接收器、不间断电源、服务器、显示器、数据采集器、过滤器、滴定用稳流器和水管等均可在市场上购买。水管采用PE材质。结合附图【具体实施方式】如下:选定试验小区，平整地面，自来水水管总支接入水阀门(12)，通过PE材质水管(3)接滤水器(11)，再接电子流量计(10)，后接四通(9)，按照试验设计通过直角弯管(7)、三通(8)、PE材质水管(3)和管堵(I)设置若干水管分支扩展灌溉处理网络。每个水管分支的连接方式为四通(9)，三通(8)或者直角弯管(7)，再通过PE材质水管(3)连接水表(6)，然后连接防水常闭电磁阀(5)，通过直角弯管(7)折出倒U型管路并通过支架(24)支撑和固定PE材质水管(3)，其下放置重量监控盆(4)，重量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种作物盆栽自动灌溉与水分监控装置，其特征在于包括自动灌溉系统和数据采集传输系统；所述的自动灌溉系统包括水管、普通盆、重量监控盆、防水常闭电磁阀、电子流量计、数字显示控制仪、盆栽作物、托盘、底托、称重传感器、支架和倒U型插销；普通盆和重量监控盆里种植有盆栽作物；水管按照试验需求组建成由水管总支和分支组成的灌溉网络并流经普通盆和重量监控盆侧上方；每个水管分支上设置一个重量监控盆和多个普通盆；每个重量监控盆连接有一个防水常闭电磁阀，防水常闭电磁阀与数字显示控制仪连接；重量监控盆放置于由底托、托盘和重量传感器组成的称重装置上；水管总支上设有电子流量计；水管使用倒U型插销与普通盆固定连接；重量监控盆和每个普通盆侧上方的水管上设有灌溉用稳流器；灌溉用稳流器连接有引线，引线另一端放置在重量监控盆和普通盆内土壤上；水管内的水通过引线给土壤浇水；所述的数据采集传输系统包括数字显示控制仪、数据采集器、不间断电源、3G/GPRS无线发射器、3G/GPRS无线接收器、服务器和显示器；所述的数字显示控制仪、3G/GPRS无线发射器和数据采集器均由不间断电源供电；电子流量计和重量传感器通过232线连接数据采集器，实时采集并储存监测数据，数据采集器通过RS485总线连接到3G/GPRS无线发射器，3G/GPRS无线发射器通过3G或GPRS网络连接广域网，将数据发送给3G/GPRS无线接收器，3G/GPRS无线接收器通过232线与服务器连接，通过显示器显示采集到的数据。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘之广，张民，耿计彪，陈宝成，杨越超，李成亮，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：新型
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。